暗物质是由原始黑洞构成的吗?
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-17
天文学家研究星系的运动和宇宙微波背景辐射的特征,在上个世纪开始认识到,宇宙中的大部分物质都是不可见的。宇宙中大约74%的物质是暗物质,大部分都位于星系周围的光晕中。它被称为暗物质,因为它不发光,但它也很神秘:它不是由原子或它们通常的成分,如电子和质子组成。与此同时,天文学家观测到了黑洞的影响,最近还发现了一对黑洞合并产生的引力波。黑洞通常是在大质量恒星的爆炸死亡过程中形成的,这一过程可能需要数亿年的时间,作为一颗恒星与周围气体的结合,演化而最终死亡。
小矮星系IC1613,天文学家想知道原始黑洞是否可能构成宇宙中的暗物质,这表明暗物质晕的微弱星系的形状可能会揭示答案。图片:NASA/JPL-Caltech/SSC
一些黑洞在早期宇宙中被推断存在,但是在早期宇宙中可能没有足够的时间来进行正常的形成过程。有人提出了一些替代方法,如原始气体的直接坍塌或与宇宙膨胀有关的过程,这些原始黑洞可能已经被制造出来了。CfA天文学家Qirong Zhu领导了一组四名科学家,研究了今天的暗物质是由原始黑洞组成的可能性。如果星系晕是由黑洞组成的,那么它们的密度分布应该与由外来粒子组成的光环不同。在星系的演化过程中,黑洞光环的形成要比其他种类的光环要早得多。
科学家认为,观测那些在微弱的矮星系的光环下的恒星,可以探测到这些效应,因为矮星系很小,很微弱(它们的光只有几千个太阳亮度),在那里轻微的影响可以更容易被发现。研究小组运行了一组计算机模拟来测试矮星系halos是否可以揭示原始黑洞的存在,发现恒星和原始晕黑洞之间的相互作用会轻微改变恒星分布的大小。天文学家也得出结论,这些黑洞需要在大约2到14个太阳质量之间存在质量,在这些奇异物体的预期范围内(尽管比最近的引力波探测器观测到的黑洞要小),与其他研究的结论相当。然而,研究小组强调,所有的模型仍然是不确定的,暗物质的性质仍然是难以捉摸的。
博科园-科学科普|参考期刊文献:皇家天文学会月报|来自:哈佛史密森天体物理中心
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